CN206640838U - 一种非隔离型可调光恒流led驱动器 - Google Patents

一种非隔离型可调光恒流led驱动器 Download PDF

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王素娥
吉亚威
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Abstract

本实用新型涉及一种非隔离型可调光恒流LED驱动器，包括：电网输入EMI滤波电路、整流滤波电路、电位器无极调光电路、驱动控制及电流采集电路、功率开关管及续流二极管电路、驱动芯片供电电路、恒流输出滤波及保护电路，所述电网输入EMI滤波电路的输出端与整流滤波电路的输入端连接，整流滤波电路的输出端与电位器无极调光电路的输入端连接，电位器无极调光电路的输出端与驱动控制及电流采集电路的输入端连接，驱动控制及电流采集电路的输出端与功率开关管及续流二极管电路的输入端连接，功率开关管及续流二极管电路的输出端与驱动芯片供电电路的输入端连接，驱动芯片供电电路的输出端与恒流输出滤波及保护电路的输入端连接。

Description

一种非隔离型可调光恒流LED驱动器
技术领域
本实用新型属于电力电子技术和开关电源技术领域，具体涉及一种非隔离型可调光恒流LED驱动器。
背景技术
随着低能耗、高效率、热辐射低、发光稳定、使用寿命长等诸多优点的LED照明的普及，对LED驱动器的性能要求也在不断提高。除了基本的高效率、小体积等要求外，为了减轻对公用电网的电力谐波污染，需要采用功率因数校正（Power Factor Correction, PFC）技术；由于LED的电特性是它的输出是和驱动电流成正比的，若LED在非恒流的条件下工作，会导致发光不稳定，照明效果不佳，容易损坏和降低其使用寿命，故其驱动器需要工作在恒流的条件下；传统的LED驱动器在实现恒流控制时，多数采用复杂的电路来实现，降低了电路可靠性，可以考虑减少外加元件的方法来实现恒流控制；传统的LED驱动器虽然可以实现恒流功能，但是一般都是单一的电流值恒定，不够灵活，可以考虑实现恒流值可以无极调节或者使用PWM调节；为了控制产品成本和提高其可靠性，采用电源输入与输出非隔离的实现方式。
目前市场上已经存在一些LED驱动器，其中绝大部分产品存在功能单一或不全的问题，很难找到一种同时具备上述全部功能的LED驱动器。本实用新型针对参数为15W/48V的LED进行设计，不仅具备上述的必备功能，同时还具备开路、短路、过压等辅助保护功能。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种非隔离型可调光恒流LED驱动器。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
一种非隔离型可调光恒流LED驱动器，包括：
电网输入EMI滤波电路，用于滤除电网中的谐波，防止对本驱动器产生干扰；
整流滤波电路，用于将电网交流电转换成直流电，供后级电路使用；
电位器无极调光电路，用于线性调整LED的驱动电流和光照度；
驱动控制及电流采集电路，对整个电路进行控制，通过采集采样电阻的电压值，进行输出恒定的电流值；
功率开关管及续流二极管电路，功率开关管用于将高压直流电转换成低电压电流恒定的直流电，续流二极管用于在功率开关管关断时，为电流提供导通回路；
驱动芯片供电电路，用于给驱动芯片供电，确保其能正常工作；
恒流输出滤波及保护电路，用于对输出的低电压恒定电流信号进行滤波，滤除高频杂波，有效保护LED正常工作；
所述电网输入EMI滤波电路的输出端与整流滤波电路的输入端连接，整流滤波电路的输出端与电位器无极调光电路的输入端连接，电位器无极调光电路的输出端与驱动控制及电流采集电路的输入端连接，驱动控制及电流采集电路的输出端与功率开关管及续流二极管电路的输入端连接，功率开关管及续流二极管电路的输出端与驱动芯片供电电路的输入端连接，驱动芯片供电电路的输出端与恒流输出滤波及保护电路的输入端连接。
上述的一种非隔离型可调光恒流LED驱动器，所述电网输入EMI滤波电路包括电容CX1、功率电感L2、L3，电阻R1、R2，电网电源从L线引入，接功率电感L3的左引脚，电阻R2与功率电感L3并联，电阻R1与功率电感L2并联，电阻R1的左引脚经过N线与电网电源相连，电容CX1并联在L线和N线之间。
上述的一种非隔离型可调光恒流LED驱动器，所述整流滤波电路包括单相整流桥DB1、电解电容C1，功率电感 L3的输出端接单相整流桥BD1的AC输入引脚，功率电感L2的输出端接单相整流桥BD1另一个AC输入引脚，电解电容C1的正极接单相整流桥BD1的输出正引脚，电解电容C1的负极接单相整流桥BD1的输出负引脚。
上述的一种非隔离型可调光恒流LED驱动器，所述电位器无极调光电路包括电阻R5、R6、R12、R13，电位器TR1，电容C7，电阻R6一端接单相整流桥BD1的共阴极引脚，电阻R6另一端接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接电位器TR1的引脚3，电位器TR1的引脚1接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接电阻R13的一端，电容C7的一端接TR1的引脚2，电容C7的另一端接电阻R13的另一端。
上述的一种非隔离型可调光恒流LED驱动器，所述驱动控制及电流采集电路包括驱动控制芯片IC1，电容C6、C8，电阻R11、R9、R10，驱动控制芯片IC1的引脚2接电阻R13的另一端，电阻R11与电容C8串联后与电容C6并联接驱动控制芯片IC1的引脚5和驱动控制芯片IC1的引脚2；电容C5的两端分别接驱动控制芯片IC1的引脚6和驱动控制芯片IC1的引脚2，电阻R9一端接驱动控制芯片IC1引脚6，电阻R9的另一端接电阻R10的右引脚，电阻R10的另一引脚接驱动控制芯片IC1的引脚2。
上述的一种非隔离型可调光恒流LED驱动器，所述功率开关管及续流二极管电路包括N沟道场效应开关管Q1、电阻R8、快恢复二极管D1，N沟道场效应管Q1的栅极引脚经过电阻R8之后接驱动控制芯片IC1的引脚3，N沟道场效应开关管Q1的漏极引脚接单相整流桥BD1的共阴极引脚，N沟道场效应开关管Q1的源极引脚接驱动控制芯片IC1的引脚2；快恢复二极管D1的阴极引脚接驱动控制芯片IC1的引脚2，快恢复二极管D1的阳极引脚接电解电容C1的负极。
上述的一种非隔离型可调光恒流LED驱动器，所述驱动芯片供电电路包括电阻R3、R4、R7，快恢复二极管D2、稳压二极管DZ1、电解电容C2，电阻R4和电阻R3相串联后一端接N沟道场效应开关管Q1的漏极引脚，另一端引脚接驱动控制芯片IC1的引脚1，电解电容C2的正极引脚接驱动控制芯片IC1的引脚1，电解电容C2的负极引脚接驱动控制芯片IC1的引脚2；电阻R7的一端引脚与快恢复二极管D2的阴极引脚相连，电阻R7的另一端引脚接驱动控制芯片IC1的引脚1，快恢复二极管D2的阳极引脚接稳压二极管DZ1的阳极。
上述的一种非隔离型可调光恒流LED驱动器，所述恒流输出滤波及保护电路包括功率电感L1、电解电容C3、C4，稳压二极管DZ2，稳压二极管DZ1的阴极引脚接LED+，功率电感L1左引脚与电阻R10串联，功率电感L1右引脚接LED+；电解电容C3和电解电容C4并联后正极引脚接LED+，负极引脚接LED-，稳压二极管DZ2的负极引脚接LED+，DZ2的正极引脚接LED-。
本实用新型的有益效果：
本实用新型解决了市场上找不到非常合适的针对于15W/48V的LED的驱动器问题，使用基于GL8211的BUCK拓扑结构，将多种功能集合起来，电路成熟，外围电路简单，相应的保护功能非常齐全，性能经过测试比较可靠，很适合推广使用。
以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
图1是本实用新型的电气原理图。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
参照图1，本实施例公开了一种非隔离型可调光恒流LED驱动器，该非隔离型可调光恒流LED驱动器具有以下优点，采用LED驱动芯片GL8211实现高功率因数的功能；外加一个1μF的电容实现恒流的闭环控制；通过采集电路工作状态，送入控制芯片实现负载开路、输出短路、输入过压等多种保护功能；在GL8211芯片的DIM引脚外加电位器实现无极调光功能。
具体地，一种非隔离型可调光恒流LED驱动器，包括电网输入EMI滤波电路，整流滤波电路，电位器无极调光电路，驱动控制及电流采集电路，功率开关管及续流二极管电路，驱动芯片供电电路，恒流输出滤波及保护电路。
电网输入EMI滤波电路包括一个0.1μF/250VAC的X电容，两个1mH的功率电感，两个4.7KΩ的电阻。
整流滤波电路包括一个型号为LB6S容量为1A/600V的单相整流桥芯片，一个0.22μF/400V的电解电容。
电位器无极调光电路包括一个200KΩ的电阻，一个220KΩ的电阻，一个100KΩ的电位器，一个47KΩ的电阻，一个22KΩ的电阻，一个0.1μF的电容。
驱动控制及电流采集电路包括一个型号为GL8211的驱动控制芯片，一个1μF的电容，一个2μF的电容，一个10KΩ的电阻，一个0.1μF的电容，一个0 Ω的电阻，一个0.67 Ω的电阻。
功率开关管及续流二极管电路包括一个型号为FSA07N60A的N沟道场效应开关管，一个5.1Ω的电阻，一个型号为FR307的快恢复二极管。
驱动芯片供电电路包括两个220 KΩ的电阻，一个1Ω的电阻，一个型号为SF26的快恢复二极管，一个30V的稳压二极管，一个33μF/50V的电解电容。
恒流输出滤波及保护电路包括一个1.5mH的功率电感，一个220μF/63V的电解电容，一个100μF/63V的电解电容，一个55V的稳压二极管。
参照图1，将各个功能电路有机有序的连接起来，就可以实现设计的输出。具体地说，电网电源从L线引入，接电感L3的左引脚，电阻R2与L3并联L3的另一个引脚接整流桥BD1的AC输入引脚；电阻R1与电感L2并联后，与BD1另一个AC输入引脚相连，R1的左引脚经过N线与电网电源相连；电容CX1并联在L线和N线之间；电解电容C1的正极接BD1的共阴极引脚，C1的负极接BD1的共阴极引脚；电阻R6一端接BD1的共阴极引脚，R6另一端接电阻R5，然后接电位器TR1的引脚3，TR1的引脚1接电阻R12，然后接电阻R13的引脚，R13的另一引脚接驱动控制芯片IC1的引脚2；电容C7的一端接TR1的引脚2，另一端接IC1的引脚2；电阻R11与电容C8串联后与电容C6并联接IC1的引脚5和IC1的引脚2；电容C5的两端分别接IC1的引脚6和引脚2，电阻R9一端接IC1引脚6，另一端接电阻R10的右引脚，R10的另一引脚接IC1的引脚2；N沟道场效应管Q1的栅极引脚经过电阻R8之后接IC1的引脚3，Q1的漏极引脚接BD1的共阴极引脚，Q1的源极引脚接IC1的引脚2；快恢复续流二极管D1的阴极引脚接IC1的引脚2，D1的阳极引脚接C1的负极；电阻R4和电阻R3相串联后一端接Q1的漏极引脚，另一端引脚接IC1的引脚1，电解电容C2的正极引脚接IC1的引脚1，C2的负极引脚接IC1的引脚2；电阻R7的一端引脚与快恢复二极管D2的阴极引脚相连，R7的另一端引脚接IC1的引脚1，D2的阳极引脚接稳压二极管DZ1的阳极，DZ1的阴极引脚接LED+，电感L1左引脚与R10串联，右引脚接LED+；电解电容C3和电解电容C4并联后正极引脚接LED+，负极引脚接LED-，稳压二极管DZ2的负极引脚接LED+，DZ2的正极引脚接LED-。
本实施例的目的是发明一种特点鲜明，并且性能突出、稳定可靠的LED驱动器，用来解决当前市场上现有相关产品比较缺少的情况。本实施例解决了市场上找不到非常合适的针对于15W/48V的LED的驱动器问题，使用基于GL8211的BUCK拓扑结构，将多种功能集合起来，电路成熟，外围电路简单，相应的保护功能非常齐全，性能经过测试比较可靠，很适合推广使用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种非隔离型可调光恒流LED驱动器，其特征在于，包括：
电网输入EMI滤波电路，用于滤除电网中的谐波，防止对本驱动器产生干扰；
整流滤波电路，用于将电网交流电转换成直流电，供后级电路使用；
电位器无极调光电路，用于线性调整LED的驱动电流和光照度；
驱动控制及电流采集电路，用于对整个电路进行控制，通过采集采样电阻的电压值，进行输出恒定的电流值；
功率开关管及续流二极管电路，功率开关管用于将高压直流电转换成低电压电流恒定的直流电，续流二极管用于在功率开关管关断时，为电流提供导通回路；
驱动芯片供电电路，用于给驱动芯片供电，确保其能正常工作；
恒流输出滤波及保护电路，用于对输出的低电压恒定电流信号进行滤波，滤除高频杂波，有效保护LED正常工作；
所述电网输入EMI滤波电路的输出端与整流滤波电路的输入端连接，整流滤波电路的输出端与电位器无极调光电路的输入端连接，电位器无极调光电路的输出端与驱动控制及电流采集电路的输入端连接，驱动控制及电流采集电路的输出端与功率开关管及续流二极管电路的输入端连接，功率开关管及续流二极管电路的输出端与驱动芯片供电电路的输入端连接，驱动芯片供电电路的输出端与恒流输出滤波及保护电路的输入端连接。
2.如权利要求1所述的非隔离型可调光恒流LED驱动器，其特征在于，所述电网输入EMI滤波电路包括电容CX1、功率电感L2、L3，电阻R1、R2，电网电源从L线引入，接功率电感L3的左引脚，电阻R2与功率电感L3并联，电阻R1与功率电感L2并联，电阻R1的左引脚经过N线与电网电源相连，电容CX1并联在L线和N线之间。
3. 如权利要求1所述的非隔离型可调光恒流LED驱动器，其特征在于，所述整流滤波电路包括单相整流桥DB1、电解电容C1，功率电感 L3的输出端接单相整流桥BD1的AC输入引脚，功率电感L2的输出端接单相整流桥BD1另一个AC输入引脚，电解电容C1的正极接单相整流桥BD1的输出正引脚，电解电容C1的负极接单相整流桥BD1的输出负引脚。
4.如权利要求1所述的非隔离型可调光恒流LED驱动器，其特征在于，所述电位器无极调光电路包括电阻R5、R6、R12、R13，电位器TR1，电容C7，电阻R6一端接单相整流桥BD1的共阴极引脚，电阻R6另一端接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接电位器TR1的引脚3，电位器TR1的引脚1接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接电阻R13的一端，电容C7的一端接TR1的引脚2，电容C7的另一端接电阻R13的另一端。
5.如权利要求1所述的非隔离型可调光恒流LED驱动器，其特征在于，所述驱动控制及电流采集电路包括驱动控制芯片IC1，电容C6、C8，电阻R11、R9、R10，驱动控制芯片IC1的引脚2接电阻R13的另一端，电阻R11与电容C8串联后与电容C6并联接驱动控制芯片IC1的引脚5和驱动控制芯片IC1的引脚2；电容C5的两端分别接驱动控制芯片IC1的引脚6和驱动控制芯片IC1的引脚2，电阻R9一端接驱动控制芯片IC1引脚6，电阻R9的另一端接电阻R10的右引脚，电阻R10的另一引脚接驱动控制芯片IC1的引脚2。
6.如权利要求1所述的非隔离型可调光恒流LED驱动器，其特征在于，所述功率开关管及续流二极管电路包括N沟道场效应开关管Q1、电阻R8、快恢复二极管D1，N沟道场效应管Q1的栅极引脚经过电阻R8之后接驱动控制芯片IC1的引脚3，N沟道场效应开关管Q1的漏极引脚接单相整流桥BD1的共阴极引脚，N沟道场效应开关管Q1的源极引脚接驱动控制芯片IC1的引脚2；快恢复二极管D1的阴极引脚接驱动控制芯片IC1的引脚2，快恢复二极管D1的阳极引脚接电解电容C1的负极。
7.如权利要求1所述的非隔离型可调光恒流LED驱动器，其特征在于，所述驱动芯片供电电路包括电阻R3、R4、R7，快恢复二极管D2、稳压二极管DZ1、电解电容C2，电阻R4和电阻R3相串联后一端接N沟道场效应开关管Q1的漏极引脚，另一端引脚接驱动控制芯片IC1的引脚1，电解电容C2的正极引脚接驱动控制芯片IC1的引脚1，电解电容C2的负极引脚接驱动控制芯片IC1的引脚2；电阻R7的一端引脚与快恢复二极管D2的阴极引脚相连，电阻R7的另一端引脚接驱动控制芯片IC1的引脚1，快恢复二极管D2的阳极引脚接稳压二极管DZ1的阳极。
8.如权利要求1所述的非隔离型可调光恒流LED驱动器，其特征在于，所述恒流输出滤波及保护电路包括功率电感L1、电解电容C3、C4，稳压二极管DZ2，稳压二极管DZ1的阴极引脚接LED+，功率电感L1左引脚与电阻R10串联，功率电感L1右引脚接LED+；电解电容C3和电解电容C4并联后正极引脚接LED+，负极引脚接LED-，稳压二极管DZ2的负极引脚接LED+，DZ2的正极引脚接LED-。
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